Akciğerlerde diyafram ve kaburga kaslarının kasılıp gevşemesiyle gerçekleşen gaz değişimine soluk alıp verme denir. Akciğerlerin kasılıp gevşeme yeteneği olmadığından akciğerler kendiliğinden soluk alıp vermeyi gerçekleştiremezler. Soluk alıp vermenin gerçekleşmesi için akciğerlerin içindeki hava basıncının değişmesi gerekir. İç hava basıncının değiştirilmesi, göğüs iç hacminin genişlemesi ve daralmasıyla sağlanır.
Diyafram ve kaburga kasları, omurilik soğanındaki solunum merkezinden belli aralıklarda gönderilen impulsların etkisiyle kasılıp gevşer. Böylece soluk alıp verme gerçekleşir ve havanın akciğerlere giriş çıkışı sağlanır. Soluk alıp vermenin asıl amacı dokularda O2, CO2 ve H+ iyonunun hassas konsantrasyonlarını devam ettirmektir. Bu durum tüm hücreler için çok önemlidir.
Soluk alma (inspirasyon) sırasında, diyafram ve kaburga kasları kasılır. Normalde kubbe şeklinde duran diyafram kasıldığında düzleşir ve karın boşluğunu aşağı iterken göğüs boşluğunu genişletir. Bu sırada kaburga kasları da kasılarak yukarıya doğru, göğüs kemiği ise dışarıya doğru hareket eder. Göğüs boşluğu genişler.
Göğüs kafesinin genişlemesiyle akciğerlerin de hacmi artar, akciğer iç basıncı, atmosferik basıncın (dış basınç) altına düşer ve akciğerin iç basıncı azalır. Gazların difüzyonu yüksek kısmi basınçlı olduğu yerden düşük kısmi basınçlı olduğu yere doğru gerçekleştiğinden ağız veya burun deliklerinden giren hava akciğer alveollerine ulaşır. Difüzyon yardımıyla oksijen, alveolleri saran kılcal damarlardaki kana, karbondioksit ise kandan alveollere geçer.
İnsanda soluk alma sırasında negatif basınç oluşur ve soluk almayı kolaylaştırır. Negatif basıncın oluşmasını sağlayan etkenler; akciğer iç basıncının dış basınçtan düşük olması, plevranın akciğeri göğüs boşluğunda tutması, plevra içindeki sıvının varlığı ve plevra sıvı basıncının düşük olmasıdır.
! Dokularda biriken CO2 kana geçtiğinde kandaki CO2 veya H+ iyonlarının fazlalığı solunum merkezini uyarır. Böylece diyafram ve kaburga kaslarına giden uyarılar artar. Soluk alma hızlanır. |
Soluk verme (ekspirasyon), akciğerlerin ve göğüs kafesinin elastik geri çekilme özellikleri ile oluşur. Buna geri yaylanma basıncı denir. Soluk verme esnasında, kaburga kasları gevşeyerek kaburgaların ve göğüs kemiğinin aşağıya inmesi sağlanır. Diyafram da gevşeyerek kubbeleşir. Göğüs kafesi daralır, göğüs kafesinin ve akciğerlerin hacmi azalır. Böylece akciğer iç basıncı artar. Hacmin azalması, alveoller içindeki hava basıncını attırdığından akciğer iç basıncı atmosfer basıncından yüksek hâle gelir. Böylece hava vücut dışına atılır, karbondioksit dışarı verilir. Soluk verme sırasında karın boşluğu genişlediği için karın içi basıncı azalır.
| ! Soluk alma aktif bir işlemdir. Bu olay diyafram ve kaburga kaslarının kasılarak göğüs boşluğu hacmini artırmasıyla gerçekleşir. Soluk verme ise genellikle pasif bir işlemdir. Göğüs içi hacmini azaltmak için hiçbir kas kasılmaz. |
Kalbin sağ karıncığından akciğer atardamarına verilen CO2 bakımından zengin, O2 bakımından fakir kan, akciğer alveol kılcallarına geldiğinde, alveol boşluğunda O2 fazla olduğu için kılcallara O2, kılcallardan alveol boşluğuna ise CO2 geçer. Oksijenlenmiş kan, akciğer toplardamarı ile kalbin sol kulakçığına götürülür. Buradan büyük dolaşıma katılmak üzere tüm vücuttaki doku kılcallarına pompalanır.
Doku kılcallarında kısmi basınç farkı sebebiyle O2 kandan dokulara, CO2 dokulardan kana difüzyonla geçer. Buradan kalbe ana toplardamarla getirilen karbondioksitçe zengin kan, gaz değişiminin yapılacağı akciğere gitmek üzere pompalanır.
Solunum kısa süre için istemli olarak kontrol edilebilir. Birey, soluk alışverişini istemli olarak değiştirdiğinde, istemsiz kontrol merkezi devreye girerek soluk alışverişini metabolizmanın ihtiyaçlarına göre yeniden düzenler. Solunumun düzenlenmesinde sinir sistemi ve dolaşım sistemi birlikte çalışır. Solunum merkezi, omurilik soğanı ve ponsta bulunan çeşitli nöron gruplarından oluşmuştur.
Omurilik soğanı, solunumu düzenlerken çevresinde bulunan beyin omurilik sıvısının (BOS) pH’sini dikkate alır. Kanda bulunan CO2, BOS’a geçerek burada su ile tepkimeye girip karbonik asidi (H2CO3) oluşturur. Karbonik asit, bikarbonat (HCO3–) ve hidrojen (H+) iyonuna ayrışır. Oluşan H+ iyonları kanın pH’sinin değişmesine sebep olarak omurilik soğanını uyarır. Bu pH değerindeki düşüşten, kanda CO2 düzeyinin arttığı anlaşılır.
Uyarılan omurilik soğanından, kaburga kasları ve diyaframa sinirsel uyarılar gönderilir. Bu şekilde, soluk alıp vermenin hızı ve derinliği artırılır. CO2‘in fazlası, solunumla uzaklaştırılarak kan pH’sinin normale dönmesi sağlanmış olur. Kanda bulunan oksijenin solunum kontrol merkezlerini uyarma etkisi çok azdır.
Beyin ödemi, anestezi, uyku apnesi gibi durumlar solunumu etkileyen diğer faktörler arasında yer alır.
| Bilgi Notu Uyku apnesi: “Apne” solunum yokluğu anlamına gelir. Uyku apneleri, üst solunum yollarında özellikle yutağın tıkanmasıyla veya merkezî sinir sisteminin solunumsal işlevinin bozulmasıyla meydana gelen hastalıktır. Uyku apnesi hastalığı görülen kişilerde horlama ve gürültü 3-4 kat artar. Yetersiz solunuma yol açan bu hastalık uyku kalitesini de düşürdüğünden gün içinde dikkat eksikliği, uyuklama gibi belirtilere neden olur. Araç kullanan uyku apnesi hastasının trafik kazası ve iş kazası geçirme riski de artar. |
Ağır egzersizlerde oksijen kullanımı ve CO2 oluşum hızları genellikle normalin 20 katı kadar artar ve kan pH’si düşer. Kan damarlarında ve omurilik soğanındaki algılayıcılar, bu pH değişikliğini algılar. Omurilik soğanı, solunumun derinliğini ve hızını arttırır. Böylece fazla CO2 uzaklaştırılır ve kan pH’si normale döner. Yoğun egzersiz durumlarında, vücudun istemsiz kontrol mekanizmaları harekete geçerek homeostazi için kalp atım hızını ve solunum sayısını arttırır.
| ! Egzersiz sırasında kaburga ve diyafram kaslarına ek olarak boyun, sırt ve göğüsteki diğer kaslar da kaburgaları kaldırarak göğüs boşluğunu genişletir. |
Sakin solunum sırasında her bir soluk alma ile içeri alınan ve dışarı verilen havanın hacmi, soluk hacmi (tidal volüm) adını alır. İnsanlarda soluk hacmi yaklaşık 500 ml kadardır. Bir insan oksijen yetersizliğine en fazla 4-6 dakika dayanabilir. Altı dakikadan sonra beyin hasarı gerçekleşir.
Vücudun oksijen alamaması en çok beyni etkiler. Bir kişinin nabzı zayıfladığında, nefes alamadığında ona suni teneffüs yapılır. Suni teneffüs soluk alış verişi yavaşlayan veya duran birine hava verme işlemidir. Amacı soluk vermeyle verilen karbondioksit gazının kandaki miktarının arttırılarak solunum merkezi olan pons ve omurilik soğanını uyarmasını sağlamaktır.